美國工業巨頭 Honeywell 上週釋出消息稱,成功開發出「全球最強大」的量子電腦,量子體積達 64,性能是 IBM、Google 量子電腦的兩倍。目前,Honeywell 的量子電腦已如期上線,後續將開放給外部客戶使用。

Honeywell 雖是美國老牌的工業公司,專精於航太工業、自動控制、特殊材料、運輸系統等多個領域,但這幾年來開始積極轉向軟體研發,更相中量子電腦的趨勢、成立量子解決方案部門、研究量子運算的技術。目前, Honeywell 旗下跟量子相關的專案大約有上百名科學家、工程師、開發者參與,這家公司今年 3 月還透露,原來,Honeywell 在量子電腦的技術基礎已鑽研超過 10 年。

量子電腦可以破解比特幣嗎?

那麼,量子電腦技術會威脅到比特幣或區塊鏈嗎?這個問題可以從多個角度切入。

根據 2017 年 6 月一篇論文,量子電腦必須具有超過 2500 量子位元(qubits)的處理能力,才能打破比特幣所使用的 256 位元(bit)加密技術。如果發生這種情況,從理論上來說,量子電腦的所有者即可控制比特幣區塊鏈,換言之,比特幣的價格到時候就有可能會「歸零」。

尚缺可有效破解 SHA256 的算法

不過,破解比特幣私鑰除了需要運算能力外,實際上還須合適的算法。舉例而言,比特幣加密算法主要有兩種:用於私鑰、公鑰的生成的「ECDSA 橢圓曲線數字簽名算法」和「用於公鑰生成錢包地址,以及挖礦時的工作量證明(PoW)」SHA256 哈希算法。

前提假設,若有足夠強的量子電腦結合專門用於分解因數的 Shor 算法,在軟硬體兼施的情況下,長時間的確是有可能通過公鑰破解出私鑰 。不過,量子電腦目前仍缺乏有效破解 SHA256 的算法,無法通過地址破解出公鑰,所以是安全的。

那麼,量子電腦是否會對比特幣挖礦產生影響呢?專家分析道,如同其他礦機,量子電腦在挖礦時還得逐個找隨機數去試,因此也只能大幅削減運算時間。再者,比特幣有難度調整機制,可以通過調整難度對抗來自量子電腦的算力增長,還可以通過升級 SHA256 算法(比如升級到 SHA384、SHA512)來增加挖礦難度。

5 ~ 10 年才能超越當前的加密技術

此外,Google 母公司 Alphabet 執行長 Sundar Pichai 今年稍早曾提到,Google 預計能在 5 到 10 年的時間範圍內,讓量子電腦的性能提升到足以破解今天的加密技術。但時光變遷,技術也會隨著時間的流逝而進步,關鍵是在 10 年後,區塊鏈技術早就是不一樣的光景了,到時候,產業界很可能早就解決了這一問題。

以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 也在 2019 年 10 月表示,針對這個議題,加密技術族群會有一個量子電腦無法破壞的替代方案。

這幾年比特幣的加密演算法正在不斷迭代、升級。業界也有聲音表示,只需把比特幣與區塊鏈加密演算法改成對抗量子加密演算法,就足以對抗量子電腦了,像是美國國家標準技術研究院(NIST)就曾推動量子加密演算法的競賽,期望能夠加速研發出能夠對抗量子電腦的區塊鏈演算法。

不過,隨著 Honeywell 近期傳出的消息,量子電腦很可能在 2022 年來臨前,就推進到破解區塊鏈與比特幣的水準。


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